多端柔性直流配电系统因有利于新能源并网等优点,成为我国构建以新能源为主体的新型电力系统的关键技术路径之一。不同的拓扑结构可以适应不同的应用场景,而环状拓扑结构因扩展性好等优势,比较适用于具有一定规模的多端柔性直流配电系统。但目前国内外对环状多端柔性直流配电系统在故障下的电磁暂态特性研究较少,而开展环状多端柔性直流配电系统在各种故障下的限流方案、过电压防护方案与继电保护动作之间的协调优化研究,是其设备选型的基础及保证其安全可靠运行的关键技术之一。本文主要针对±10k V环状四端柔性直流配电系统在双极短路故障下的过电流产生机理与传播途径、限流方案设计方法、新负荷接入对限流方案的影响,以及限流方案、过电压防护方案与继电保护动作的相互影响与协调优化开展理论及仿真研究。首先,基于系统拓扑结构和参数设计,在PSCAD/EMTDC中建立±10k V环状四端柔性直流配电系统的电磁暂态仿真模型,并进行系统稳态运行特性分析。其次,分析系统在双极短路故障下的过电流产生机理与传播特点,并结合直流断路器的开断能力,提出适用于环状拓扑结构的限流方案设计方法和两种具体的限流方案,并研究新负荷接入对系统原有限流方案的影响。在此基础上,以限流电抗器方案为例,分析限流方案对系统过电压的影响,并提出避雷器配置方案和系统各关键位置的操作冲击耐受电压。此外,对比分析了系统配置避雷器前后过电流水平的差异及原因,提出避雷器对系统关键设备暂态电流及限流方案的影响。最后,分析限流器对系统继电保护动作的影响,并提出环状多端柔性直流配电系统的过电流过电压协调防护方法。本文综合考虑了限流方案、过电压防护方案与继电保护动作的相互影响与协调优化,研究结果可为环状多端柔性直流配电系统过电流、过电压防护方案研究提供参考。